[📪정보] 다량 양자 역학의 10,000 배 빠른 계산 가능

[특이점 만세!(121.177)]

데이트:2020 년 2 월 20 일출처:킬 대학교요약:전자가 원자에서 어떻게 행동하거나 고체에서 어떻게 움직이는가는 양자 역학 방정식으로 정확하게 예측할 수 있습니다. 이러한 이론적 계산은 실험 결과와 일치합니다. 그러나 많은 전자 나 원소 입자를 포함하는 복잡한 양자 시스템은 현재 정확히 설명 할 수 없습니다. 한 팀이 이제 시뮬레이션 방법을 개발하여 이전보다 최대 10,000 배 빠른 양자 역학적 계산이 가능합니다.

전체 이야기

전자가 원자에서 어떻게 행동하거나 고체에서 어떻게 움직이는가는 양자 역학 방정식으로 정확하게 예측할 수 있습니다. 이러한 이론적 계산은 실험에서 얻은 결과와 완전히 일치합니다. 그러나 많은 전자 또는 원소 입자 (예 : 분자, 고체 또는 원자핵)를 포함하는 복잡한 양자 시스템은 현재 사용 가능한 가장 강력한 컴퓨터에서도 정확하게 설명 할 수 없습니다. 기본 수학 방정식이 너무 복잡하고 계산 요구 사항이 너무 큽니다. 킬 대학 (CAU)의 이론 물리 및 천체 물리학 연구소의 마이클 보니 츠 (Michael Bonitz) 교수가 이끄는 팀은 이제 시뮬레이션 방법을 개발하는 데 성공했으며,이를 통해 이전보다 최대 10,000 배 빠른 양자 역학적 계산이 가능해졌습니다. 물리적 검토 편지.

매우 강력한 컴퓨터에서도 양자 시뮬레이션에 시간이 오래 걸림

Kiel 연구원의 새로운 절차는 현재 양자 기계식 다 물체 시스템을위한 가장 강력하고 다양한 시뮬레이션 기술 중 하나를 기반으로합니다. 그것은 소위 비평 형 그린 (nonquilibrium Green) 함수의 방법을 사용한다 : 이것은 전자의 움직임과 복잡한 상호 작용이 심지어 오랜 기간 동안 매우 높은 정확도로 기술 될 수있게한다. 그러나 현재까지이 방법은 매우 컴퓨터 집약적입니다. 10 배 더 긴 기간 동안 양자 시스템의 개발을 예측하려면 컴퓨터에 처리 시간이 수천 배 더 필요합니다.

추가 보조 변수를 도입하는 수학적 트릭으로 인해 CAU의 물리학 자들은 이제 계산 시간이 프로세스 기간에 따라 선형으로 만 증가하도록 비평 형 그린 함수의 기본 방정식을 재구성하는 데 성공했습니다. 따라서, 10 배 더 긴 예측 기간은 단지 10 배 더 많은 컴퓨팅 시간을 요구한다. 이전에 사용 된 방법과 비교하여 물리학자는 약 10,000의 가속 계수를 달성했습니다. 이 요소는 프로세스가 길수록 더 증가합니다. 새로운 접근 방식은 처음으로 두 개의 녹색 기능을 결합하기 때문에 "G1-G2 방법"이라고합니다.

처음으로 예측 가능한 재료 특성의 시간적 개발

Kiel 리서치 팀의 새로운 계산 모델은 값 비싼 컴퓨팅 시간을 절약 할뿐만 아니라 이전에는 완전히 불가능했던 시뮬레이션도 가능합니다. 보니 츠는“이러한 급격한 가속도는 실제 응용에서도 시연 될 수 있다는 사실에 놀랐다. 예를 들어, 반도체와 같은 재료의 특정 특성과 효과가 오랜 기간 동안 어떻게 발전하는지 예측할 수 있습니다. 보니 츠는“새로운 시뮬레이션 방법은 양자 다 물체 이론의 수많은 영역에 적용 할 수 있으며, 강렬한 레이저 방사선에 의한 여기 후 원자, 분자, 밀도 플라즈마 및 고체의 거동과 같은 질적으로 새로운 예측을 가능하게 할 것”이라고 말했다.

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200220130446.htm